一种S 波段低噪声放大器的设计

程 骏，李海华

(1.广东技术师范学院电子信息学院，广州510665;2.华南农业大学图书馆，广州510640)

低噪声放大器(LNA)是微波射频接收机前端的重要组成部分，在射频微波通信电路中，通常需要处理低达-100 dBm 的微弱信号［1］，这就要求前端放大器具有很低的噪声系数，同时又兼具一定的增益和带宽。放大器的最小噪声和最大增益一般不能同时获得，最小噪声和最大增益之间存在矛盾［2］。所以低噪声电路在设计时总是以折中的方案来满足要求，以牺牲一定的增益来获得最小的噪声系数。一般情况下，宽带低噪声放大器的增益只有5 dB ～8 dB［3］，本文设计的低噪声放大器具有很宽的通频带，同时又拥有高达10 dB 的增益，具有良好的技术性能和较广泛的应用价值。

1 放大器设计与分析

1.1 电路基本结构模型

本文设计的低噪声放大器由直流馈电回路、阻抗匹配网络、稳定性电路、增益控制等几部分组成［4-6］。电路基本结构模型如图1 所示。基于频率、噪声以及设计成本等方面的考虑，本文采用BFP420 作为低噪声放大管，BFP420 是应用于通信电路系统的NPN 射频双极型晶体管，在1.8 GHz 只有1.1 dB 左右的噪声，截止频率可高达25 GHz。同时该管也可以适用于射频振荡器的设计，其振荡频率可达10 GHz。

图1 电路基本结构模型

1.2 确定静态工作点

射频有源电路通常需要提供直流馈电网络，使射频有源器件工作在特定的电压电流条件下，本电路设计中，直流部分采用有源偏置电路。根据安捷伦微波软件仿真结果，BF420 微波管在5 mA 附近有最低的噪声，因此初步确定该管的静态工作点:Vce=2 V，Ic=5 mA，据此即可确定电路的直流偏置电阻参数。……